iThome

以EMC Symmetrix為代表,價格從25萬美元起跳,可管理上千臺磁碟組成的龐大空間,擁有最高等級的I/O效能與可用性,以及最完整資料服務功能的高階儲存陣列,在過去20年來一向是承載高效能、大容量與關鍵業務儲存應用的首選,同時也是儲存供應商獲利最豐厚的一個產品領域。

不過高階儲存陣列的領導地位,近年來卻遭遇了挑戰,在新興架構產品的競爭下,銷售額連年持續下滑,前景堪慮。面對嚴峻的局勢,各大廠近期紛紛推出了新產品,試圖在頂級應用市場站穩腳步。

遭受內外夾擊的高階儲存產品

包括全快閃陣列、軟體定義儲存、融合式與超融合式架構、Server SAN、雲端儲存在內的一系列新興儲存架構,都以異於傳統的方式,提供了可滿足關鍵應用需求的儲存服務,而且成本效益與架構彈性更勝高階儲存陣列。

其中軟體定義儲存與Server SAN等新興架構,都已有PB等級容量的應用案例,侵入了傳統高階儲存陣列的地盤;全快閃陣列更在許多高I/O應用需求的場合,取代了高階儲存陣列。

從各大市調諮詢機構的統計,以及各大儲存供應商的財報都顯示,高階儲存陣列的銷售逐漸陷入停滯。如IDC的2014年第4季全球磁碟儲存系統市場報告顯示,2014年的儲存市場相較於2013年有所回溫,但增長的主要驅動力是在於ODM與小型廠商,傳統大廠只能力保持平而已。

業界龍頭EMC的情況,更是高階儲存產品面臨困境的一個縮影。整個EMC聯邦體系的營收在2014年雖然締造了5%的成長,但主要的成長動力來自VMware,在資訊基礎設施領域(Information Infrastructure),高階儲存產品線營收反而下滑14%,成了拖累整體營收的最大戰犯。在2010年時,以Symmetrix為首的高階儲存產品線,曾占EMC資訊基礎設施領域45%的營收,到了2014年卻只剩下32%,反而是EMC旗下以XtremIO為首的新興儲存產品線,營收比重從1%提高到18%。

這個高階儲存萎縮、新興儲存興起的趨勢仍在持續擴大中,EMC剛發布的2015年第二季財報顯示,高階儲存產品的銷售衰退了13%,相對的新興儲存產品則成長了49%。

種種跡象都顯示,面臨外在需求發生轉變,以及各種新興技術夾擊下,傳統大廠的高階儲存陣列已遭受相當程度的衝擊。

 

高階儲存產品更新時間線(以發表時間為準)

在高階儲存產品發展史上,從未出現過像過去4、5季以來這樣密集的產品更新,自2014年中迄今,包括EMC、富士通、HDS、HP與華為在內的5大供應商,在很短的時間內陸續推出高階儲存產品線的改款,另一家主要供應商IBM則在稍早的2013年底,更新了旗下頂級的DS8870產品線。

這波更新除了再次推高了產品規格外,也呈現了共同的升級發展方向,包括轉向新一代I/O介面、深化快閃記憶體支援等。

 

傳統高階儲存大反擊

面對日趨不利的情勢,傳統儲存大廠自然也不會坐以待斃,力求高階儲存設備的升級與轉型,來面對外在環境變化的衝擊。

於是在過去幾季之內,整個高階儲存產品領域掀起了一波大改款風潮,HDS VSP升級為G1000,EMC Symmetrix演進到了VMAX3,華為也發布OceanStor 18000 V3,接下來是HP推出3PAR StoreServ 20000,然後是富士通前幾週發表的DX8700S3與DX8900S3。

短短一年時間內,高階儲存領域的主要產品幾乎全面翻新,6大高階儲存供應商中,除了IBM以外,其餘5家都在幾個月時間接連發表了產品更新。

從這一波高階儲存更新潮,也清楚呈現了傳統儲存大廠的發展策略重點,一方面是強化高階儲存原有的規格優勢,進一步擴展效能、容量等規格;另一方面則是「如果打不過對方,那就讓自己更像對方」——也就是為高階儲存產品引進更多類似新興儲存架構的特性,例如全快閃組態、針對快閃儲存的存取機制調整,以及更彈性的Scale-Out化擴充架構,或是支援OpenStack等新興應用平臺等。力圖從這兩方面雙管齊下,迎擊新興產品的挑戰。

高階儲存產品的規格升級

在這一波高階儲存陣列升級潮中,除了隨著每次升級而不斷翻新的效能與容量規格記錄外,另一個重點是I/O介面的全面世代交替。

 容量、效能再創新高 

提供最高等級的擴充能力、效能與可用性,是高階儲存產品之所以被稱為「高階(High-End)」的根本因素,因此隨著每一次高階儲存產品的改款升級,同時也會將企業級儲存設備的擴充能力、效能與可用性帶到一個新高點,2014~2015年這波高階儲存大更新也不例外。

在擴充能力與容量規模方面,先是EMC Symmetrix最新一代的VMAX3,將單一系統可管理的磁碟總數提高到超過5,760臺的驚人數字,稍後華為的OceanStor 18000 V3又一舉將磁碟擴充能力提高到9,000臺以上的空前境界(最大9600臺)。

在容量方面,富士通日前剛發表的DX8900 S3則將儲存陣列,容量提升到跨過兩位數PB等級關卡,可提供14PB的容量,比上一代產品高出3倍。華為OceanStor 18000 V3這系列規格「怪獸」,甚至宣稱可提供27.6PB容量,超過先前同級產品7、8倍。

為了因應全快閃陣列的競爭,新一代的高階儲存設備都標榜能提供數百萬IOPS等級的效能,EMC宣稱Symmetrix VMAX3最高可達到630萬IOPS,HDS VSP G1000與富士通DX8900 S3都號稱有400萬IOPS,HP 3PAR StoreServ 20000也有320萬IOPS,華為OceanStor 18000 V3亦宣稱擁有300萬IOPS等級的效能,比上一代產品提高了2、3倍以上的效能。

不過比起擴充能力與效能方面的增長,新一代高階儲存設備最讓人驚異的規格提升,或許是在可用性方面。先前的中、高階企業級儲存設備的可用性都是99.999%,也就是「5個9」為基準,相當於在一整年的運轉中只允許出現5.26分鐘的停機。在這波高階儲存更新中,EMC率先宣稱VMAX3可以達到「6個9」、99.9999%的可用性,平均每年只會出現31.5秒的停機。接下來HP 3PAR StoreServ 2000、華為OceanStor 18000 V3、富士通DX8700 S3與DX8900 S3等產品也都跟進提供「6個9」、99.9999%的可用性。

 I/O介面跟上主流規格 

雖然高階儲存設備位居各大廠商產品線的頂點,不過也由於高階儲存承載著關鍵性應用、更優先講求可靠性,加上保護過去在舊規格上的投資等考量,在匯流排規格的更新上,反而比中階或入門級產品保守許多,引進新介面或新規格的腳步相對較慢。

而在這波更新中,改款後的各大高階儲存產品終於全面更新了I/O介面,包括主機端埠介面,後端磁碟介面、外階擴充介面,以至控制器內部匯流排等,在這一波改款中都跟著升級到當前主流規格,其中特別值得一提的是後端磁碟介面與擴充介面的更新。

在2014~2015年這波高階儲存更新潮之前,老舊的FC-AL(Fibre Channel Arbitrated Loop)仍是上一代高階儲存設備常見的後端I/O介面規格,EMC上一代Symmetrix VMAX、HP 3PAR StoreServ 10000等產品都還沿用FC-AL規格的後端介面。

不過在這次更新中,包括EMC與HP 3PAR都放棄了FC-AL介面,全面轉為中低階產品早已普遍應用的SAS介面,跟上了主流規格的演進。

 控制器互連架構大舉轉向通用技術 

過去高階儲存的控制器互連交換架構,許多都是採用專屬技術,例如EMC Symmetrix DMX的直連矩陣架構、HDS的crossbar交換架構、3PAR的網格互連架構等等。不過考慮到效能與成本,近來各大廠商的高階儲存產品開始採用PCIe交換器與InfiniBand交換器等通用的互連技術。

在這波高階儲存更新潮之前,富士通、華為、HDS都已經在高階儲存產品的控制器互連網路引進了PCIe交換器,EMC則在這波更新中,也以InfiniBand交換器作為VMAX 3的內部互連架構,捨棄了先前VMAX系列使用的RapidIO互連架構,不僅頻寬更高,也允許讓控制器間以更鬆散、相距更遠的方式部署。目前只剩HP 3PAR等少數廠商仍堅守專屬規格的互連技術。

 更加「通用硬體化」

高階儲存的控制器早就已經轉向以Intel通用處理器為核心,接下來當磁碟介面從FC-AL轉為SAS,控制器互連網路也從專屬規格轉向PCIe與InfiniBand等通用規格後,整個高階儲存產品的硬體架構也越來越「通用化」,除了HDS與HP 3PAR產品仍含有獨規的ASIC晶片外,已經沒有多少專屬規格元件。這在另一方面也讓高階儲存顯得更加「軟體定義化」,硬體部分幾乎完全由通用元件打造而成,只剩系統軟體為各廠商的獨特設計。

高階儲存的「快閃化」發展

透過引進Flash記憶體,來實現I/O效能的突破,早已是包括高階儲存產品在內、各階層儲存陣列提高效能的普遍作法,Flash記憶體在儲存陣列中的應用也持續深化。

目前的企業級儲存陣列大都能提供這3種Flash記憶體應用:(1)混合使用SSD與硬碟,使用SSD或Flash記憶體模組作為輔助DRAM的第二層快取;(2)混合使用SSD與硬碟,將SSD直接作為儲存空間;(3)混合使用SSD與硬碟,並搭配使用自動分層儲存(Auto-Tiering)功能。更進一步,少數廠商還提供了第(4)種應用方式,也就是完全使用SSD的全快閃組態。

而在這波高階儲存更新潮中,各大高階儲存產品的Flash儲存應用都有了進一步深化,首先是幾乎所有產品都能支援全快閃組態,其中HP 3PAR StoreServ 20000系列與華為OceanStor 18800系列都還含有專門的全快閃組態型號。透過支援全快閃組態,讓高階儲存陣列具備了足以和新興的全快閃陣列相比擬的I/O效能,HP VSP G1000與華為OceanStor 18000 V3都曾以全快閃組態,在SPC-1測試中創下佳績。

其次是跟隨全快閃陣列的腳步,開始有部分高階儲存產品支援了即時壓縮與重複資料刪除功能,可以更充分地發揮SSD的空間效益,自HP率先於2014年底為3PAR StoreServ 10000系列增加重複資料刪除功能,首開高階儲存支援重複刪除後,華為OceanStor V3也支援了即時壓縮與重複資料刪除。

一些高階儲存設備的資料服務功能,開始出現針對SSD的調整。如HP在3PAR StoreServ 20000系列上新的非同步遠端複製功能等。

改變,帶來重生的希望

藉由規格與架構的升級,各儲存大廠力圖向用戶宣示,歷史悠久的高階儲存產品依然跟得上硬體技術發展潮流,不僅不會抱殘守缺、堅守老舊規格,擴充性與效能也依然居於領先地位。

而透過「快閃化」功能的發展,儲存大廠則企圖證明,不需要重頭全新開發,既有的高階儲存產品線只需透過更新,也能提供等同於新創廠商全快閃陣列產品的特性,同樣能充分發揮Flash固態儲存的效益。

而在經由規格架構升級與「快閃化」發展,緊追儲存技術新潮流的同時,高階儲存設備又保有原先優勢,例如產品久經驗證、系統可用性高、資料服務功能豐富完整、服務通路與維護體系完整等,一方面緊跟新趨勢,另一方面固守既有優勢,兩個方向齊頭並進,力抗新興儲存的挑戰。

高階儲存陣列產品點將錄—傳統大廠

1990年代以前,應用於大型主機的高階儲存系統是由IBM所壟斷,後來EMC在1990年推出Symmetrix 4400切入這個市場,接下來HDS也進入這個領域,形成EMC、HDS、IBM鼎立的局面,同時也開始出現能支援開放環境的高階儲存產品。當時間進入2000年代以後,又有3PAR、富士通等廠商加入高階儲存產品領域。

狹義的高階儲存產品

從歷史演變與市場來看,狹義的高階儲存產品是由前述5大傳統大廠,加上3年前才投入這個領域的華為,目前一共有6家主要供應商。

 

 EMC Symmetrix VMAX 

由前以色列軍官、著名儲存專家Moshe Yanai開創的產品線,從1990年代前期DAS架構的Symmetrix 4400、5500、3000/5000系列,經過1990年代中期以後開始支援SAN架構的Symmetrix 8000,以至引進直連矩陣多控制器架構、生命週期漫長的Symmetrix DMX系列,DMX系列發展了4代後,於2009年進入虛擬矩陣架構的VMAX系列,最新產品是2014年7月發布、同年年底開始供應的VMAX 3。

 

 

 IBM DS8800 

IBM是高階儲存的鼻組,目前的產品線可以追溯到1999年推出的ESS系列,ESS系列採用的是IBM獨規的SSA傳輸匯流排架構,經過ESS F系列、ESS 800兩代之後,從2004年的ESS 750開始支援FC介面,放棄了SSA。2004年底問世的DS8000是IBM新一代高階儲存的起點,DS8000發展了5代半,最新產品是2013年底改款的DS8870第二代。雖然DS8870是雙控制器機型,比同類產品的多控制器規模小了許多,但採用主機等級的Power系列伺服器組成控制器,效能相當可觀,在兩年前以前是高階儲存陣列中的效能紀錄保持者。

 

 

 HDS VSP 

HDS在1995年以Lightning 7700系列進入高階儲存市場,是高階儲存領域歷史僅次於IBM與EMC的要角。2000年HDS組織重整之後推出Lightning 9900系列,稍後在2004年改款為引進星型交換器互連架構與儲存虛擬化技術的USP系列,接下來在2007年推出USP V、USP VM後,2010年為新的VSP系列取代。最新產品是2014年4月發布的VSP G1000系列。

 

 

 HP 3PAR 

1999年成立的3PAR,2002年推出InServ系列進入中高階企業級儲存市場,高階產品包括Inserv S與T系列,擁有獨創的網格式控制器互連與Chunklets RAID架構。當3PAR於2010年9月併入HP後,HP在2011年8月在3PAR產品線下推出一個新的高階系列P10000,內含V400與V800兩個系列。而後在2012年底的HP儲存產品線大調整中,3PAR P10000系列更名為3PAR StoreServ 10000系列。最新產品則是剛在2015年6月發表的3PAR StoreServ 20000系列。

 

 

 富士通Eternus 8000 

專長於大型主機與超級電腦的富士通,2006年發表Eternus 8000系列進入高階儲存市場,2011年11月推出第二世代產品DX8700 S2,最新產品是剛在2015年7月發表的DX8700 S3與DX8900 S3,引進了PCIe 3.0與12Gb SAS等最新匯流排規格,可提供最大24個控制器節點、384個主機埠等當前業界最高規格。

 

 

 華為OceanStor 18000 

華為自2003年才開始投入儲存產品領域,不過比起其他歷史更悠久的廠商,華為憑藉著晚近研發所帶來的後發優勢,2012年9月推出的第一代高階儲存產品HVS,規格起點就非常高,擁有類似EMC VMAX的Smart Matrix矩陣互連架構、仿效3PAR RAID架構的RAID 2.0,以及效法HDS VSP 3D擴充架構的4S架構。2013年底HVS更名為OceanStor 18000,最新產品是2015年5月發表的OceanStor 18000 V3系列。

 

高階儲存陣列產品點將錄—新興產品

除了前述6大高階儲存供應商外,還有5家廠商的產品,基於獨特的架構與性能特性,在特定面向的高階儲存應用領域,也占有一席之地,可列入廣義的高階儲存產品。

廣義的高階儲存陣列產品

 IBM XIV 

XIV原本是EMC Symmetrix創始者Moshe Yanai,離開EMC後返回以色列創辦的新創儲存廠商,2005年推出採用以x86通用伺服器節點組成網格式Scale-Out架構、擁有分散式磁碟區等獨特架構的Nextra儲存系統。2007年底時為IBM收購,成為IBM旗下XIV Storage System產品線,最新產品是2011年9月推出的XIV Gen3,以InfiniBand取代乙太網路作為節點模組間的互連介面,單一系統可支援最多15個節點模組。

 

 

 NetApp FAS 6000/8000 

NetApp FAS系列雖然不是新產品,但透過問世不到3年的新應用架構—Cluster模式,可以擠身高階儲存產品之林。

NetApp FAS系列全都是雙控制器架構,即使是高階的FAS 6000系列,規模等級仍無法和其他大廠的多控制器高階產品相比。不過藉由2012年推出的Cluster模式,可將最多12臺雙控制器FAS系統組成一個含有24臺控制器的叢集,透過這種方式可以將硬體規格屬於中階到高階層次的FAS8000系統,組成容量最大達到上百PB的超大型叢集。

不過NetApp這種Cluster模式,雖然在帳面上可組成遠比EMC、華為這些傳統高階儲存更大規模的儲存環境,但其實是用虛擬層提供的跨系統統一命名空間,將多臺FAS系統的磁碟區「接合」在一起,本質上是多個雙控制器FAS系統的鬆散集合,與EMC、HDS、華為那種緊密結合的傳統多控制器系統大不相同,應用部署型式也有異。

 

 

 DDN 

成立於1998年的DataDirect Networks(DDN),是高效能運算領域的重要儲存設備供應商,基本產品是SFA與S2A系列光纖通道/InfiniBand儲存陣列,可搭配DDN不同型式的叢集式儲存應用伺服器,組成平行檔案服務儲存系統。目前最新的頂級產品是2013年底推出的SFA12KX,雙控制器架構可管理1,680臺硬碟,可提供170萬IOPS效能與10PB等級容量。

 

 

 Oracle Pillar Axiom 

2001年成立的Pillar Data System,是Oracle執行董事長暨技術長 Larry Ellison投資成立的新創儲存廠商,2011年6月併入Oracle。Pillar Data System的Axiom儲存陣列採用十分特別的分散式Scale-Out架構,由內含RAID控制器的Brick磁碟模組,搭配Slammer系統控制器組成,一套Axiom最多可有4組Slammer雙控型式的控制器與64組Brick磁碟模組。

Pillar Axiom擁有類似傳統高階儲存的多控制器架構(最多8控),不過效能與擴充性都只是中階等級,但有支援Oracle資料庫混合列壓縮這個獨門功能。

 

 

 Infinidat Infinibox 

Infinidat是EMC Symmetrix創始者Moshe Yanai,繼Symmetrix、XIV後開發的第三款高階儲存產品。2007年IBM收購XIV後,Moshe Yanai也加入IBM,但2010年離開IBM,加入Infinidat帶頭發展出Infinibox這個高階儲存領域最新成員。

Infinidat是2009年成立的新創廠商,總部位於以色列,VMworld 2014大會上展出高階儲存產品Infinibox,兼具區塊儲存、檔案儲存與物件儲存三合一功能,與Moshe Yanai前一個產品XIV一樣都使用通用硬體元件打造而成,單系統容量只有2PB,主機埠數量也不多,但採用獨特的三控制器架構,控制器內含大容量DRAM快取與Flash快取,還擁有特殊的IndiniRAID架構,號稱可提供業界最高的RAID重建速度,並改進了XIV磁碟空間利用率過低的問題,更驚人的是可提供「7個9」的超高可用性,是當前高階儲存產品之首。


Advertisement

更多 iThome相關內容